探討添加氯化鈉和供氧量對桑黃生產多醣體之影響

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林怡君(Yi-Chun Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

探討添加氯化鈉和供氧量對桑黃生產多醣體之影響

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摘要(中)

摘要
桑黃為一種食藥用菇，早在數百年前，中國明代偉大的藥物家李時珍已將桑黃作為一味藥材收載於《本草綱目》中。在許多古書籍中也曾推崇其各種生理、免疫及治療功能，是中國人自古以來珍貴稀有的藥用真菌之一。一九六八年，日本國立癌症中心研究所及東京大學醫學部的研究團體，進行大量有關蕈類抗腫瘤性的實驗，其中包含大家從未曾聽過的『野生桑黃』。實驗結果發現，野生桑黃腫瘤抑制率高達96.7%而位居第一，因此桑黃可說是未來相當具有潛力開發成為抗癌藥物的藥用真菌之ㄧ。
本研究先利用搖瓶培養實驗，於既有的培養基中添加0、0.02、0.05、0.1、0.2、0.3%不同濃度之氯化鈉。實驗結果發現，添加氯化鈉會抑制菌體生長，隨著添加濃度愈高，菌體量愈少，菌體顆粒也愈小。然而氯化鈉的添加卻促使高分子多醣產生，其原因可能是添加的氯化鈉改變發酵液之滲透壓，促使菌體將胞內多醣釋放於發酵液中，也可能因為添加氯化鈉改變了菌體的代謝行為，促使多醣產生。在適當的添加濃度，隨著添加的氯化鈉濃度愈高，多醣產量愈多。當添加濃度高達0.3%，菌體完全不會生長。
在發酵槽實驗中，添加氯化鈉會促使多醣產生，其中以氯化鈉添加濃度0.1%，其多醣產量最高，為329mg/L。多醣為一次代謝產物，菌體量之多寡可能會間接影響其多醣產量，因此以血清瓶模擬發酵槽，做Fed-Batch實驗，於第一階段先讓菌體生長，在於適當時機添加氯化鈉，促使菌體生產多醣。初步結果顯示，Fed-Batch隨著氯化鈉濃度愈高，其單位菌體所產多醣量也愈高，幾乎呈線性正比關係，印證發酵槽Fed-Batch的可行性。
在改變供氧量對多醣產量影響方面，降低通氣量會使得碳源氧化速率變慢，因此影響菌體生長，當通氣量由0.5vvm降低為0.1vvm時，其菌體量也由11.0587g/L 降低到6.315g/L。雖然整體總多醣量並沒有因為通氣量降低而提升，但是單位菌體所產多醣量確實有提升效果，Yp/x由0.03(高通氣量0.5vvm)提升到0.048(低通氣量0.1vvm)。

關鍵字(中)

★ 氯化鈉
★ 桑黃

關鍵字(英)

論文目次

目錄
摘要............................................................................................................ I
目錄......................................................................................................... III
圖目錄..................................................................................................... VI
表目錄.................................................................................................. VIII
第一章緒論............................................................................................ 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
第二章文獻回顧.................................................................................... 3
2-1 菇類 3
2-2 桑黃簡介 3
2-3 桑黃多醣 5
2-3-1 桑黃多醣之組成 6
2-3-2 活性多醣及其抗腫瘤機制 8
2-4 桑黃多醣體之藥理活性 10
2-5 深層發酵培養 12
2-5-1 何謂深層發酵培養 12
2-5-2 深層發酵培養的好處 12
2-6 影響發酵的物理化學因子 13
2-6-1 物理因子 13
2-6-2 化學因子 16
2-7 氯化鈉效應 20
第三章材料與方法..............................................................................21
3-1 實驗材料 21
3-1-1 實驗菌株 21
3-1-2 培養基組成 21
3-1-3 實驗藥品 23
3-1-4 實驗儀器及其他設備 24
3-1-5 實驗裝置 26
3-2 實驗方法 26
3-2-1 菌種培養 26
3-2-2 分析方法 28
第四章結果與討論..............................................................................34
4-1 桑黃平面培養菌絲形態 34
4-2 氯化鈉搖瓶培養實驗 35
4-3 批次發酵培養實驗 39
4-3-1 氯化鈉濃度效應 39
4-3-1-1 發酵動力曲線 39
4-3-1-2 氯化鈉濃度對菌體生長之影響 43
4-3-1-3 氯化鈉濃度對多醣生成之影響 46
4-3-1-4 氯化鈉濃度對多醣分子量之影響 48
4-3-2 供氧量不同效應 50
4-3-2-1 供氧量對菌體生長及多醣生成之影響 50
4-3-2-2 供氧量對多醣分子量之影響 52
4-4 氯化鈉Two-stage 54
第五章結論與建議................................................................................57
5-1 結論 57
5-2 建議 58
參考文獻..................................................................................................59
圖目錄
圖2-1 桑黃子實體 4
圖2-2 胞外多醣合成流程圖 8
圖2-3 β-(1-3)-D-葡聚糖結晶結構 9
圖2-4 有抗腫瘤活性的β-(1-6)分支的β-(1-3)-D-葡聚糖結構 9
圖3-1 發酵槽裝置實圖 26
圖3-2 發酵液處理流程 28
圖3-3 還原糖法之葡萄糖標準曲線圖 30
圖3-4 酚硫酸法之葡萄糖標準曲線圖 32
圖3-5 分子量標準曲線圖 33
圖4-1 桑黃平面固態培養情形 34
圖4-2 搖瓶氯化鈉濃度對菌體生長之影響 37
圖4-3 搖瓶氯化鈉濃度對多醣生成之影響 37
圖4-4 搖瓶氯化鈉濃度對單位菌體生產多醣之影響 38
圖4-5 搖瓶氯化鈉濃度對菌態之影響 38
圖4-6 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0%NaCl之發酵動力曲線 40
圖4-7 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.02%NaCl之發酵動力曲線 41
圖4-8 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.1%NaCl之發酵動力曲線 41
圖4-9 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.2%NaCl之發酵動力曲線 42
圖4-10 溫度28℃、通氣量0.5vvm、0.3%NaCl之發酵動力曲線 42
圖4-11 發酵槽不同氯化鈉濃度菌體生長比較 44
圖4-12 桑黃於發酵槽生長情形 45
圖4-13 發酵槽不同氯化鈉濃度多醣生成比較 47
圖4-14 發酵槽氯化鈉濃度對單位菌體生產多醣之影響 47
圖4-15 氯化鈉濃度對多醣分子量影響分布圖 48
圖4-16 不同氯化鈉添加濃度GPC圖譜 49
圖4-17 溫度28℃、通氣量0.1vvm、0.1%NaCl之發酵動力曲線 51
圖4-18 溫度28℃、0.1%NaCl，不同通氣量對菌體生長及多醣產量之影響 52
圖4-19 供氧量對多醣分子量影響分布圖 53
圖4-20 不同供氧量GPC圖譜 53
圖4-21 Two-stage實驗裝置圖 55
圖4-22 Two-stage不同氯化鈉濃度單位菌體所產多醣之比較 56
表目錄
表2-1 桑黃多醣之單醣組成 6
表2-2 桑黃之胺基酸組成 7
表2-3 工業發酵上常用的碳源和氮源 17
表2-4 酵母抽出物組成 19
表3-1 桑黃固態培養基組成 22
表3-2 種瓶及深層發酵培養基組成 22
表3-3 實驗藥品詳細目錄 23
表3-4 實驗儀器設備 24
表3-5 GPC標準品分子量與相對滯留時間 33
表4-1 搖瓶培養下氯化鈉濃度影響結果 39
表4-2 發酵槽不同氯化鈉添加濃度比較 43
表4-3 氯化鈉Two-stage發酵結果 56

參考文獻

參考文獻
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指導教授

徐敬衡(Chin-Hang Shu)

審核日期

2006-1-25

推文